今天接到需求要实现ping的功能，然后网上查了一些资料，对网络编程的一些函数熟悉了一下，虽然还有一些细节不清楚，但是慢慢积累。

要实现这样的功能：

基础知识

ping的过程是向目的IP发送一个type=8的ICMP响应请求报文，目标主机收到这个报文之后，会向源IP(发送方，我)回复一个type=0的ICMP响应应答报文。

那上面的字节、往访时间、TTL之类的信息又是从哪来的呢？这取决于IP和ICMP的头部。

IP头部：

头部内容有点多，我们关心的只有以下几个：

IHL：首部长度。因为IP的头部不是定长的，所以需要这个信息进行IP包的解析，从而找到Data字段的起始点。

另外注意这个IHL是以4个字节为单位的，所以首部实际长度是IHL*4字节。

Time to Live：生存时间，这个就是TTL了。

Data：这部分是IP包的数据，也就是ICMP的报文内容。

ICMP响应请求/应答报文头部：

Type：类型，type=8表示响应请求报文，type=0表示响应应答报文。

Code：代码，与type组合，表示具体的信息，参考这里。

Checksum：检验和，这个是整个ICMP报文的检验和，包括Type、Code、...、Data。

Identifier：标识符，这个一般填入本进程的标识符。

Sequence Number：序号

Data：数据部分

上面是标准的ICMP报文，一般而言，统计ping的往返时间的做法是，在ICMP报文的Data区域写入4个字节的时间戳。

在收到应答报文时，取出这个时间戳与当前的时间对比即可。

Ping程序实现步骤

创建类型为SOCK_RAW的一个套接字，同时设定协议IPPROTO_ICMP。

创建并初始化ICMP头。

调用sendto或WSASendto，将ICMP请求发给远程主机。

调用recvfrom或WSARecvfrom，以接收任何ICMP响应。

ping.h

#pragma once

//在默认windows.h会包含winsock.h，当你包含winsock2.h就会冲突，因此在包含windows.h前需要定义一个宏,#define WIN32_LEAN_AND_MEAN ;去除winsock.h//要么将#include 放在#include前面或者直接去掉#include

#include

#pragma comment(lib, "WS2_32") //链接到WS2_32.lib

#define DEF_PACKET_SIZE 32

#define ECHO_REQUEST 8

#define ECHO_REPLY 0

structIPHeader

{

BYTE m_byVerHLen;//4位版本+4位首部长度

BYTE m_byTOS; //服务类型

USHORT m_usTotalLen; //总长度

USHORT m_usID; //标识

USHORT m_usFlagFragOffset; //3位标志+13位片偏移

BYTE m_byTTL; //TTL

BYTE m_byProtocol; //协议

USHORT m_usHChecksum; //首部检验和

ULONG m_ulSrcIP; //源IP地址

ULONG m_ulDestIP; //目的IP地址

};structICMPHeader

{

BYTE m_byType;//类型

BYTE m_byCode; //代码

USHORT m_usChecksum; //检验和

USHORT m_usID; //标识符

USHORT m_usSeq; //序号

ULONG m_ulTimeStamp; //时间戳(非标准ICMP头部)

};structPingReply

{

USHORT m_usSeq;

DWORD m_dwRoundTripTime;

DWORD m_dwBytes;

DWORD m_dwTTL;

};classCPing

{public:

CPing();~CPing();

BOOL Ping(DWORD dwDestIP, PingReply*pPingReply = NULL, DWORD dwTimeout = 2000);

BOOL Ping(char *szDestIP, PingReply *pPingReply = NULL, DWORD dwTimeout = 2000);private:

BOOL PingCore(DWORD dwDestIP, PingReply*pPingReply, DWORD dwTimeout);

USHORT CalCheckSum(USHORT*pBuffer, intnSize);

ULONG GetTickCountCalibrate();private:

SOCKET m_sockRaw;

WSAEVENT m_event;

USHORT m_usCurrentProcID;char *m_szICMPData;

BOOL m_bIsInitSucc;private:staticUSHORT s_usPacketSeq;

};

ping.cpp

#include "ping.h"#includeUSHORT CPing::s_usPacketSeq= 0;

CPing::CPing() :m_szICMPData(NULL),m_bIsInitSucc(FALSE)

{

WSADATA WSAData;//WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &WSAData);

if (WSAStartup(MAKEWORD(1, 1), &WSAData) != 0)

{/*如果初始化不成功则报错，GetLastError()返回发生的错误信息*/printf("WSAStartup() failed: %d\n", GetLastError());return;

}

m_event=WSACreateEvent();

m_usCurrentProcID=(USHORT)GetCurrentProcessId();//setsockopt(m_sockRaw);

/*if ((m_sockRaw = WSASocket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMP, NULL, 0, 0)) != SOCKET_ERROR)

{

WSAEventSelect(m_sockRaw, m_event, FD_READ);

m_bIsInitSucc = TRUE;

m_szICMPData = (char*)malloc(DEF_PACKET_SIZE + sizeof(ICMPHeader));

if (m_szICMPData == NULL)

{

m_bIsInitSucc = FALSE;

}

}*/m_sockRaw= WSASocket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMP, NULL, 0, 0);if (m_sockRaw ==INVALID_SOCKET)

{

std::cerr<< "WSASocket() failed:" << WSAGetLastError ()<< std::endl; //10013 以一种访问权限不允许的方式做了一个访问套接字的尝试。

}else{

WSAEventSelect(m_sockRaw, m_event, FD_READ);

m_bIsInitSucc=TRUE;

m_szICMPData= (char*)malloc(DEF_PACKET_SIZE + sizeof(ICMPHeader));if (m_szICMPData ==NULL)

{

m_bIsInitSucc=FALSE;

}

}

}

CPing::~CPing()

{

WSACleanup();if (NULL !=m_szICMPData)

{free(m_szICMPData);

m_szICMPData=NULL;

}

}

BOOL CPing::Ping(DWORD dwDestIP, PingReply*pPingReply, DWORD dwTimeout)

{returnPingCore(dwDestIP, pPingReply, dwTimeout);

}

BOOL CPing::Ping(char *szDestIP, PingReply *pPingReply, DWORD dwTimeout)

{if (NULL !=szDestIP)

{returnPingCore(inet_addr(szDestIP), pPingReply, dwTimeout);

}returnFALSE;

}

BOOL CPing::PingCore(DWORD dwDestIP, PingReply*pPingReply, DWORD dwTimeout)

{//判断初始化是否成功

if (!m_bIsInitSucc)

{returnFALSE;

}//配置SOCKET

sockaddr_in sockaddrDest;

sockaddrDest.sin_family=AF_INET;

sockaddrDest.sin_addr.s_addr=dwDestIP;int nSockaddrDestSize = sizeof(sockaddrDest);//构建ICMP包

int nICMPDataSize = DEF_PACKET_SIZE + sizeof(ICMPHeader);

ULONG ulSendTimestamp=GetTickCountCalibrate();

USHORT usSeq= ++s_usPacketSeq;

memset(m_szICMPData,0, nICMPDataSize);

ICMPHeader*pICMPHeader = (ICMPHeader*)m_szICMPData;

pICMPHeader->m_byType =ECHO_REQUEST;

pICMPHeader->m_byCode = 0;

pICMPHeader->m_usID =m_usCurrentProcID;

pICMPHeader->m_usSeq =usSeq;

pICMPHeader->m_ulTimeStamp =ulSendTimestamp;

pICMPHeader->m_usChecksum = CalCheckSum((USHORT*)m_szICMPData, nICMPDataSize);//发送ICMP报文

if (sendto(m_sockRaw, m_szICMPData, nICMPDataSize, 0, (struct sockaddr*)&sockaddrDest, nSockaddrDestSize) ==SOCKET_ERROR)

{returnFALSE;

}//判断是否需要接收相应报文

if (pPingReply ==NULL)

{returnTRUE;

}char recvbuf[256] = { "\0"};while(TRUE)

{//接收响应报文

if (WSAWaitForMultipleEvents(1, &m_event, FALSE, 100, FALSE) !=WSA_WAIT_TIMEOUT)

{

WSANETWORKEVENTS netEvent;

WSAEnumNetworkEvents(m_sockRaw, m_event,&netEvent);if (netEvent.lNetworkEvents &FD_READ)

{

ULONG nRecvTimestamp=GetTickCountCalibrate();int nPacketSize = recvfrom(m_sockRaw, recvbuf, 256, 0, (struct sockaddr*)&sockaddrDest, &nSockaddrDestSize);if (nPacketSize !=SOCKET_ERROR)

{

IPHeader*pIPHeader = (IPHeader*)recvbuf;

USHORT usIPHeaderLen= (USHORT)((pIPHeader->m_byVerHLen & 0x0f) * 4);

ICMPHeader*pICMPHeader = (ICMPHeader*)(recvbuf +usIPHeaderLen);if (pICMPHeader->m_usID == m_usCurrentProcID //是当前进程发出的报文

&& pICMPHeader->m_byType == ECHO_REPLY //是ICMP响应报文

&& pICMPHeader->m_usSeq == usSeq //是本次请求报文的响应报文

)

{

pPingReply->m_usSeq =usSeq;

pPingReply->m_dwRoundTripTime = nRecvTimestamp - pICMPHeader->m_ulTimeStamp;

pPingReply->m_dwBytes = nPacketSize - usIPHeaderLen - sizeof(ICMPHeader);

pPingReply->m_dwTTL = pIPHeader->m_byTTL;returnTRUE;

}

}

}

}//超时

if (GetTickCountCalibrate() - ulSendTimestamp >=dwTimeout)

{returnFALSE;

}

}

}

USHORT CPing::CalCheckSum(USHORT*pBuffer, intnSize)

{

unsignedlong ulCheckSum = 0;while (nSize > 1)

{

ulCheckSum+= *pBuffer++;

nSize-= sizeof(USHORT);

}if(nSize)

{

ulCheckSum+= *(UCHAR*)pBuffer;

}

ulCheckSum= (ulCheckSum >> 16) + (ulCheckSum & 0xffff);

ulCheckSum+= (ulCheckSum >> 16);return (USHORT)(~ulCheckSum);

}

ULONG CPing::GetTickCountCalibrate()

{static ULONG s_ulFirstCallTick = 0;static LONGLONG s_ullFirstCallTickMS = 0;

SYSTEMTIME systemtime;

FILETIME filetime;

GetLocalTime(&systemtime);

SystemTimeToFileTime(&systemtime, &filetime);

LARGE_INTEGER liCurrentTime;

liCurrentTime.HighPart=filetime.dwHighDateTime;

liCurrentTime.LowPart=filetime.dwLowDateTime;

LONGLONG llCurrentTimeMS= liCurrentTime.QuadPart / 10000;if (s_ulFirstCallTick == 0)

{

s_ulFirstCallTick=GetTickCount();

}if (s_ullFirstCallTickMS == 0)

{

s_ullFirstCallTickMS=llCurrentTimeMS;

}return s_ulFirstCallTick + (ULONG)(llCurrentTimeMS -s_ullFirstCallTickMS);

}

main.cpp

#include #include#include"ping.h"

int main(void)

{

CPing objPing;char *szDestIP = "127.0.0.1";

PingReply reply;

printf("Pinging %s with %d bytes of data:\n", szDestIP, DEF_PACKET_SIZE);while(TRUE)

{

objPing.Ping(szDestIP,&reply);

printf("Reply from %s: bytes=%d time=%ldms TTL=%ld\n", szDestIP, reply.m_dwBytes, reply.m_dwRoundTripTime, reply.m_dwTTL);

Sleep(500);

}return 0;

}

结果：

附录：如何计算检验和

ICMP中检验和的计算算法为：

1、将检验和字段置为0

2、把需校验的数据看成以16位为单位的数字组成，依次进行二进制反码求和

3、把得到的结果存入检验和字段中

所谓二进制反码求和，就是：

1、将源数据转成反码

2、0+0=0   0+1=1   1+1=0进1

3、若最高位相加后产生进位，则最后得到的结果要加1

在实际实现的过程中，比较常见的代码写法是：

1、将检验和字段置为0

2、把需校验的数据看成以16位为单位的数字组成，依次进行求和，并存到32位的整型中

3、把求和结果中的高16位(进位)加到低16位上，如果还有进位，重复第3步[实际上，这一步最多会执行2次]

4、将这个32位的整型按位取反，并强制转换为16位整型(截断)后返回

其中也遇到了很多问题，头文件包含，WSAStartup函数初始化失败。。。

主要参考：

原贴地址：https://www.cnblogs.com/ranjiewen/p/5704627.html